Mécanique Lycée A. Artaud
S TATIQUE G RAPHIQUE
Solide soumis à 3 Forces concourantes
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ORRIGEMise en situation
Le système représenté ci-dessous est un pistolet d’arrosage.
Pour permettre le passage de l’eau, l’utilisateur doit exercer une force verticale sur le levier (2) au point A. Le levier (2) pivote alors autour de l’axe (10) et entraîne la translation de l’ensemble (4+3) en
compressant le ressort de rappel (7). L’orifice de sortie est alors libéré et l’eau peut sortir.
On souhaite déterminer l'intensité de la force A U/2 que doit exercer l’utilisateur sur le levier (2).
Hypothèses
- On supposera les liaisons parfaites (sans jeux ni frottements) - On négligera le poids de toutes les pièces.
- La direction, le sens et l’intensité de l’effort exercé par la molette (4) sur le levier (2) sont connus (cf. figure ci-dessous).
Première partie
Isoler le levier (2) et effectuer le Bilan des Actions Mécaniques Extérieures en complétant le tableau des inconnues ci-dessous.
Nom Pt.
D’application Direction Sens Intensité (Newton)
A
U/2A ? ?
B
4/2B (BD) B vers D 30
C
10/2C ? ? ? A
B
D
Dir. de B
4/2Dir. de A
u/2C
I= 30N
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ORRIGEDeuxième partie
Réaliser l’étude graphique de l’équilibre du levier 2.
Justification
Pour qu’un solide ou un ensemble de solide soumis à 3 forces non parallèles soit à l’équilibre, il faut que les directions de ces 3 forces soient concourantes en un point que l’on nommera I.
La direction de C10/2 passe donc par C (P.A.) et I (Point d’intersection)
Placer sur la figure ci-dessous les directions des trois forces.
Compte tenu des directions trouvées précédemment, tracer maintenant la somme de ces 3 forces.
(1 mm pour 0.5 N)
(Le dynamique des forces) Justification
Pour qu’un solide ou un emble de solide soumis à des forces soit à l’équilibre, il faut que la somme vectorielle de ces vecteurs forces soit égale à un vecteur nul.
RESULTATS
B
4 / 2 = 6cmTRACE
B A
C Dir. de A
u/2Dir. de B
4/2Dir. de C
10/2A
u/2B
4/2C
10/2I
A
u / 2 = 4,2 cmC
10/ 2 = 10 cmMécanique Lycée A. Artaud
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ORRIGENom P.A. Direction Sens Intensité
A
U/2A 21N
B
4/2B (BD) B vers D 30N
C
10/2C (CI) C vers I 50N
Compléter maintenant le tableau des résultats ci-contre:
B A
C C
10/2A
u/2B
4/2Placer sur la figure ci-dessous les trois forces.
